“上帝粒子”:好科普需要好比喻

2013年10月23日 13:41  来源:昌平科普惠民网  类型:原创,转载  作者:小科普  编辑:小科普


  今年诺贝尔物理学奖授予英国物理学家彼得·希格斯和比利时物理学家弗朗索瓦·恩格勒,用于表彰他们对希格斯玻色子(又称“上帝粒子”)所做的预测。而“上帝粒子”这个绰号从何而来?通过利昂·莱德曼《上帝粒子》一书诞生的由来,可以窥见,这个说法形象通俗地向大众解释了希格斯玻色子,在对此项研究的推动上,功不可没。

  去年7月4日,欧洲核子物理研究中心(CERN)召开新闻发布会,宣布发现了一种新的玻色子,立即引起巨大轰动。自从1964年它作为一种假设被提出后,这个让无数高能物理学家魂牵梦萦的神秘粒子,似乎终于展现出了庐山真面目。

  但是,诸多媒体在兴奋之余,很快陷入迷茫。他们发现,自己很难向广大读者清楚而又通俗地解释这个发现的意义。在CERN的发布会上,一位记者向主席提问,能不能用个通俗的比喻来解释一下这个发现?科学家们面面相觑,互相推诿。

  不过,众媒体还是在接下来的数天里充分地发挥了各自的想象力,以五花八门的方式对“希格斯玻色子”进行描述。其中,有把它比喻为拆炸弹的,有比喻为胖子在水中行走的,有以小球在砂糖上的滚动来演示的,而最绝的大概要算是CNN,它把希格斯玻色子形容为一堆花痴少女,见到普通人便不理不睬,见到大明星则一拥而上,围得水泄不通,从而使得对方带上了某种程度的“质量”。

  时代发展到今天,物理学家却必须面对这样的事实:他们再也无法困守于象牙塔中,拒绝与大众沟通。这是因为:今天的物理学早已不是个人凭借一支笔一张纸所能进行的事情,物理学家们想要做出更多发现,就必须依赖极端昂贵的仪器与设备。而想要获得更多的拨款,如何说服纳税人,以及那些掌握拨款权力的官员,就成了非常重要的任务。


  1993年,英国的物理学家就面临着这样的挑战。当时的英国科学大臣沃尔德格雷夫向学界发出悬赏,声称自己尚未决定是否要给这个项目拨款,但如果谁能简单地解释清楚,究竟什么才是希格斯玻色子,以及它如何赋予事物质量,谁就可以得到一瓶香槟。

  最后获得奖品的是来自伦敦大学学院(希格斯曾工作过的地方)的教授大卫·米勒。他说:在一场鸡尾酒会上聚集着众多人士,不过,一个普通人大可穿行于其间而不受干扰。但如果换成前英国首相撒切尔夫人出现在那里,那么,人群就会顿时簇拥到她的身边,使得她无论是行动还是停止都“身不由己”,换句话说,也就是获得了某种惯性,或者说质量。某种程度上,这个比喻和CNN所使用的“花痴少女”可算是大同小异!

  此时,英国科学家们的美国同行则正面临着切实的巨大压力。那个夏天,美国的全体高能物理学家都背负着一个“不可能的任务”,就是说服国会数百名议员,继续建造超导超级对撞机(SSC)是必要且必须的。SSC是一个庞大的科学计划,当时总预算已经高达110亿美元,投入如此巨额的资金,只为了寻找一种难以理解且早已为理论所预测到的粒子,对政客来说,自然需要多打上几个问号。

  为此,两位诺贝尔物理学奖得主斯蒂芬·温伯格和利昂·莱德曼,为了使公众能够更好地理解这一点,两人都决定写一本相关的通俗着作。于是1992年,温伯格出版了《终极理论之梦》,这本书很快就被那些支持SSC的议员引为经典,成为听证会上吵架的随身必备之作。而第二年,莱德曼则出版了那本后来变得更有名的作品,即《上帝粒子:假如宇宙是答案,究竟什么才是问题?》

  然而遗憾的是,《上帝粒子》出版得似乎太晚了。温伯格曾经在着名的拉里·金脱口秀上和一位议员辩论是否应该建造SSC。温伯格问道:建造SSC能够让我们从根本上认识到宇宙的规律,难道这还不足以为它赢得优先地位?那位议员的回答出奇的简单,就是两个字——不能。

  好在,《上帝粒子》一书并没有白白出版。无论如何,莱德曼给希格斯玻色子取的这个“绰号”经过媒体传播,在公众中迅速走红,从而使更多的人记住了这个名词。

  数年之后,当欧洲核子物理研究中心开始筹建一台新的加速器,即今天的大型强子对撞机(LHC)的时候,“上帝粒子”的说法已经深入人心。LHC位于法国和瑞士边境,造价约40亿美元,由多国共同出资兴建,不过其设计的对撞能量仅有当初SSC的五分之一。奇怪的是,这次似乎并没有引起大规模的反对声音,人们好像对一台能够寻找“上帝粒子”的机器更加心存敬畏,大多数时候都只见到媒体上的文章宣扬其积极意义,而很少看到对它是否“值得建造”的质疑。

  这倒值得我们好好思考一番, “上帝粒子”这个响亮的头衔究竟在其中起到了多少作用?回想起当年SSC的不同命运,不免让人唏嘘不已。对比之下,这似乎告诉了我们科普——或者至少,为研究对象起一个“拉风”的名字——在科研中的重要性?无论如何,今天的科学研究者应该意识到,公众科普是一项重要的工作,尤其在中国,专家与公众长期严重脱离,这种情况更是急需改善。科学拨款是否应当受到公众意见的影响,这可以见仁见智,当一项研究需要大量依靠纳税人的资金来进行的时候,至少应该随时向人们普及一下这项研究的意义及最新进展。

  

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